專利名稱：一種電動車驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于交通運輸領(lǐng)域，特別是一種電動車驅(qū)動系統(tǒng)，其適用于以蓄電池
為電源的所有電動車，包括電動汽車和電動摩托車。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電動車驅(qū)動系統(tǒng)，主要有以下三種 1.斬波器加永磁無刷電動機系統(tǒng)。它的主要缺點是，低速時出力小，因而負載、爬 坡能力差； 2.變頻器加異步電動機。它的主要缺點是動態(tài)響應(yīng)慢，不能適應(yīng)千變?nèi)f化、不可 預(yù)測的路況的需要； 3.開關(guān)磁阻型電動機及其控制系統(tǒng)。它的主要缺點是控制復(fù)雜，低速時車速抖 動大，人乘坐不舒服。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種電動車驅(qū)動系統(tǒng)，其成 本低、爬坡能力強、下坡時能方便地轉(zhuǎn)換到回饋制動狀態(tài)。 本實用新型的技術(shù)方案是一種電動車驅(qū)動系統(tǒng)，其包括電池組、電壓調(diào)壓部件和 電動機，電池組通過電壓調(diào)壓部件與電動機相連接，所述的電池組為二組、三組或四組電池 構(gòu)成；電壓調(diào)壓部件為刀開關(guān)或者組合開關(guān)，刀開關(guān)或者組合開關(guān)的刀數(shù)與電池組的組數(shù) 相匹配；所述的電動機為爪極型無換向器電機，爪極型無換向器電機包括勵磁繞組和電樞 繞組，勵磁繞組包括串勵繞組和并勵繞組，串勵繞組通過四個二極管鎖定電流方向并且串 接在主回路上。 如果蓄電池組能夠等分地分為四組，每組的電壓為E，就可以通過如圖1所示的六 刀三擲組合開關(guān)，就可以得到E、2E、4E的三種電壓輸出，從而使爪極型無換向器電動機有 三種理想空載轉(zhuǎn)速。裝在定子托架上的勵磁繞組由并勵繞組和串勵繞組組成。串勵繞組由 D1、D2、D3、D4四個二極管整流，當(dāng)電源電壓高于爪極型無換向器電機的電樞感生電壓而處 于電動狀態(tài)時，電流由Dl流進，經(jīng)過串勵繞組，到D2流出。電流的方向由上至下，串勵磁場 和并勵磁場形成積復(fù)勵磁；當(dāng)電源電壓低于爪極型無換向器電機的電樞感生電壓而處于發(fā) 電制動狀態(tài)時，電流由D3流進，經(jīng)過串勵繞組，到D4流出，電流的方向還是由上至下，串勵 磁場和并勵磁場還是形成積復(fù)勵磁，這樣電機就工作在第二象限，工作在回饋制動狀態(tài)，把 系統(tǒng)中的動能和位能變成電能儲存到蓄電池中。 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點 1.成本低、效率高，用一個組合開關(guān)或刀開關(guān)代替斬波器，成本低、效率高；爪極 型無換向器電機本身也是成本低、效率高； 2.電池組經(jīng)過并聯(lián)組合后，增加了輸出電流的能力，防止了蓄電池的過放電； 3.爪極型無換向器電機是一個開環(huán)系統(tǒng)，只是由位置檢測器決定電樞繞組的電流通斷，控制簡單，同時轉(zhuǎn)子上沒有繞組，所以幾乎不需要維修； 4.只需要人為地由組合開關(guān)決定系統(tǒng)的最高理想空載轉(zhuǎn)速，而實際轉(zhuǎn)速則由路況 和車況自適應(yīng)的決定，而且所有的特性曲線都是恒功率調(diào)速特性，跟電動車的外特性非常 吻合；在低速時驅(qū)動力矩大，爬坡能力強； 5.能夠輕易地工作在回饋制動狀態(tài)，例如在減速或停車時，只要把組合開關(guān)打到 低電壓擋，只要當(dāng)時電樞的感生電勢大于電源電壓，就能形成回饋制動，把動能變成電能回 饋到蓄電池中；又例如在電動車下坡時，只要把組合開關(guān)打到適合的低電壓擋，使車速高于 這一擋的理想空載轉(zhuǎn)速，就把位能很容易變成電能回饋到蓄電池中，并形成回饋制動。

圖1是本實用新型的電路原理圖； 圖2是圖1的隔離驅(qū)動及三相橋式開關(guān)電路較為詳細的電路原理圖； 圖3是圖1的譯碼電路原理圖； 圖4是當(dāng)電池組只能均分為兩組時，用雙刀雙擲開關(guān)進行串并聯(lián)轉(zhuǎn)換，得到E和2E 兩種電壓的原理圖； 圖5是當(dāng)電池組只能均分為三組時，用四刀雙擲開關(guān)進行串并聯(lián)轉(zhuǎn)換，得到E和3E 兩 種電壓的原理圖； 圖6是當(dāng)爪極型無換向器電機為五相繞組時的電路原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖并通過實施例對本實用新型進一步描述 實施例1 :如圖1-3所示，電池等分為四組，其端點分別以ab、 cd、 ef、 gh表示之， 組合開關(guān)用六刀三擲開關(guān)，如圖1所示，電池的g、 e、 c、 b、 d、 f端分別接到刀柄I的各端，a 端和h端則分別接到第IV投的兩端，并分別接到電機的電源輸入端D、N端。當(dāng)?shù)侗鶬投到 II端時，b端和c端相連，d端和e端相連，f端和g端相連，形成四個電池串聯(lián)。然后由a 端經(jīng)D點，h端經(jīng)N點輸出給電機，電機的電壓為4E。當(dāng)?shù)侗鶬投到III端時，b端和c端 相連，g端和f端相連，形成四組電池兩兩相串聯(lián)。然后e端和a端相并聯(lián)，d端和h端相 并聯(lián)，并分別輸出給電機電源輸入端D端和N端，電機的電壓為2E，當(dāng)?shù)侗鶬投到IV端，則 g、 e、 c端并聯(lián)到a端，b、 d、 f端并聯(lián)到h端，并分別輸出給電機電源輸入端D端和N端，電 機電壓為E，這樣電機的輸入電壓就分別根據(jù)刀柄的投向位置不同而有了三種電壓。 電機的勵磁繞組由并勵繞組L并和串勵繞組L串組成，L并直接連在D、N端，L串 則通過D1、D2、D3、D4串聯(lián)在主回路上。當(dāng)電機處于電動狀態(tài)時，電源電壓高于電樞電壓時， 電流由Dl經(jīng)L串、D2流向電樞繞組A、 B、 C，電流由上至下，并勵電流和串勵電流形成積復(fù) 勵，重負荷時，電樞電流增大，磁場增強，轉(zhuǎn)速降低，恒功率自動調(diào)速。若由于下坡或減速等 原因，當(dāng)電樞電壓高于電源電壓時，電流經(jīng)D3、 L串至D4流向電池，電流方向仍然是由上至 下，并勵電流和串勵電流還是形成積復(fù)勵，電機的外特性工作點就延伸到第二象限，形成了 回饋制動，把位能和動能變成電能回饋到蓄電池中。 電機的電樞繞組由A、 B、 C三相星形繞組組成，換向開關(guān)由圖2所示的三相橋式開
4關(guān)電路組成。該橋式電路的開關(guān)元件的導(dǎo)通順序由檢測元件所獲得的位置信號Hl、 H2、 H3 經(jīng)過譯碼電路后控制，只需要磁極在一定的位置，導(dǎo)通相應(yīng)的電樞繞組，使它們產(chǎn)生推力， 推動電機運轉(zhuǎn)即可，而不需要轉(zhuǎn)速閉環(huán)和電流閉環(huán)。因此，只是一個開環(huán)系統(tǒng)，所以控制非 常簡單而成本低。 三個相隔120°電角度的位置檢測元件和一個帶缺口為180°電角度的鐵盤組成 位置檢測器。由于三個位置檢測元件的位置在空間各差120。電角度，從這三個檢測元件可 以獲得三個時間上相差120°電角度、寬度為180。的電信號H1、H2、H3，這三個電信號送到 圖3所示的譯碼電路，當(dāng)要求電機正轉(zhuǎn)時，控制順序為Hl、 H2、 H3 ;當(dāng)要求電機反轉(zhuǎn)時，控制 順序為H3、H2、H1 ;以電機正轉(zhuǎn)為例，經(jīng)過譯碼電路以后，每一功率管導(dǎo)通120。電角度，每 隔60°電角度換相一次，每次換相一個功率管，各功率管的導(dǎo)通順序是V1V2、 V2V3、 V3V4、 V4V5、V5V6、V6V1......。 當(dāng)功率管VI和V2導(dǎo)通時，電流從VI流入A相繞組，再從C相繞組流出，經(jīng)V2管 流回到電源，這就是所謂的兩兩導(dǎo)通方式，合成轉(zhuǎn)矩為單向繞組轉(zhuǎn)矩的^倍，轉(zhuǎn)矩波動從 最大轉(zhuǎn)矩到0. 87倍最大轉(zhuǎn)矩，波動周期為60°電角度。 當(dāng)電池組只能均等地分為2組時，就如圖4所示，采用雙刀雙擲開關(guān)，當(dāng)?shù)侗鶬'投 到II'時，b'和c'聯(lián)結(jié)，兩個電池組串聯(lián)，經(jīng)a'和d'輸出到電機的電源輸入端D、N，形成 電壓2E，當(dāng)?shù)侗鶬'投到III'時，c'和a'并聯(lián)，b'和d'并聯(lián)并輸出到電機的電源輸入端 D、N形成電壓E。 當(dāng)電池組只能均等地分為3組時，就如圖5所示，采用四刀雙擲開關(guān)，當(dāng)?shù)侗鶬 〃投 到II"時，b"和c〃聯(lián)結(jié)，d"和e〃聯(lián)結(jié)，就形成了三個電池串聯(lián)，再經(jīng)過a〃和f〃輸出 到電機電源的輸入端D、N，形成電壓3E;當(dāng)?shù)侗鶬〃投到III"時，c〃 、e〃和a〃并聯(lián)，b〃 、 d〃和f〃并聯(lián)，并輸出到電機的電源輸入端D、N，形成電壓E。 圖2中，Vcl、Vc2、Vc3、Vc4是四個獨立不共地的EXB841的驅(qū)動電源，+15V ;EXB841 是隔離驅(qū)動模塊，RG是各開關(guān)管VI V6的柵極限流電阻。圖3中的+5V是譯碼電路的門 電路工作電源和正反轉(zhuǎn)選擇電源。 實施例2 :如圖6所示，爪極型無換向器電機的電樞繞組為五相，用十個開關(guān)元件 組成五相橋式電路，位置傳感器則由5個互相間隔72。電角度元件組成，位置信號H1〃 、 H2〃 、H3〃 、H4〃 、H5〃經(jīng)過五相譯碼和隔離驅(qū)動電路以后，依次驅(qū)動十個開關(guān)管，通電采用 五四制方式，這樣可以18。電角度換一次向，轉(zhuǎn)矩脈動比為0.96 : l，且杜絕了上下兩個開 關(guān)元件直通的可能。圖6中，D〃 、N〃是電機電源電壓的入口，D〃為正，N〃為負，L并〃 是 電機的并勵繞組，L串〃 是電機的串勵繞組；其它技術(shù)特征同實施例1。
權(quán)利要求一種電動車驅(qū)動系統(tǒng)，其包括電池組、電壓調(diào)壓部件和電動機，其特征是電池組通過電壓調(diào)壓部件與電動機相連接，所述的電池組為二組、三組或四組電池構(gòu)成；電壓調(diào)壓部件為刀開關(guān)或者組合開關(guān)，刀開關(guān)或者組合開關(guān)的刀數(shù)與電池組的組數(shù)相匹配；所述的電動機為爪極型無換向器電機，爪極型無換向器電機包括勵磁繞組和電樞繞組，勵磁繞組包括串勵繞組和并勵繞組，串勵繞組通過四個二極管鎖定電流方向并且串接在主回路上。
專利摘要本實用新型系統(tǒng)是一種電動車驅(qū)動系統(tǒng)，屬于交通運輸領(lǐng)域。一般電動車低速時出力小，電池放電效率低。本系統(tǒng)把電池均分為若干組，各組接到組合開關(guān)上，實現(xiàn)電池組的串并聯(lián)轉(zhuǎn)換，從而改變電池組的輸出電壓，也增加電池組輸出電流的能力。本新型的驅(qū)動電機是爪極型無換向器電機，為了使電機低速時出力大，增加了串勵繞組L串；為了在增加串勵繞組后，還能使電機實現(xiàn)回饋制動，就把L串中電流的方向用四個二極管D1～D4鎖定。因此使用本系統(tǒng)時，只需要根據(jù)車況路況，人為地選擇組合開關(guān)檔位決定電動車的最高轉(zhuǎn)速，而實際車速，則由爪極型電動機根據(jù)負荷自適應(yīng)地決定。本新型適用于以電池為電源的所有電動車，包括電動汽車和電動摩托車。
文檔編號B60L11/18GK201530330SQ20092016707
公開日2010年7月21日 申請日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月27日
發(fā)明者唐先河 申請人:唐先河